目录
1. 产品概述
LTL17KYV3JS是一款专为严苛视觉应用设计的高性能直插式LED灯珠。它采用流行的T-1(3mm)圆形封装,配有白色漫射透镜,提供平滑均匀的视角辐射模式。该器件采用AlInGaP技术,可产生峰值发射波长为596nm的鲜艳黄光。
1.1 核心优势与目标市场
这款LED专为需要高可见度和可靠性的应用而设计。其主要优势包括高光强输出,这意味着出色的亮度和功率效率。该封装采用了带有紫外线抑制剂的先进环氧树脂技术,提供卓越的防潮性和长期户外环境暴露保护。其主要目标市场是全彩标识,包括RGB全彩标识、广告牌、信息标识和公交车标识,这些应用对颜色和亮度的一致性要求极高。
2. 技术参数深度解析
本节根据规格书,客观分析LED的关键电气、光学和热特性。
2.1 绝对最大额定值
该器件在环境温度(TA)为25°C时,最大功耗额定值为120mW。绝对最大直流正向电流为50mA。对于占空比≤1/10且脉冲宽度≤10ms的脉冲操作,峰值正向电流可达120mA。工作温度范围规定为-40°C至+85°C,储存温度最高可达+100°C。正向电流的降额系数从30°C开始线性为0.67 mA/°C,这意味着允许的连续电流会随着温度升高而降低,以保持在功耗限制内。
2.2 电气与光学特性
在标准测试条件下(TA=25°C,IF=20mA),典型发光强度(Iv)为5500毫坎德拉(mcd)。视角(2θ1/2)定义为强度降至轴向值一半时的离轴角度,为30度。在20mA电流下,正向电压(Vf)典型范围为1.8V至2.4V。在反向电压(VR)为5V时,反向电流(IR)最大为100µA,但该器件并非为反向偏压操作而设计。光谱特性包括峰值波长(λP)为596nm,典型光谱半宽(Δλ)为15nm。
3. 分档系统规格
为确保生产批次的一致性,LED根据关键参数进行分档。这使得设计人员可以选择满足特定应用在亮度、电压和颜色方面要求的器件。
3.1 发光强度分档
发光强度分为U、V、W和X档,各有最小和最大范围(例如,V档:4200-5500 mcd,W档:5500-7200 mcd)。测试时,每个档位限值应用±15%的容差。
3.2 正向电压分档
正向电压分为1A、2A和3A档,分别对应Vf范围1.8-2.0V、2.0-2.2V和2.2-2.4V,每档容差为±0.1V。
3.3 主波长分档
主波长定义了感知颜色,分为四个档位(1-4),覆盖范围从584.5nm到594.5nm,步长约为2.5nm,容差为±1nm。
4. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了特定图表(图1,图6),但此类器件的典型曲线将说明正向电流与发光强度之间的关系(显示在限制范围内近乎线性的增长)、正向电压与电流的关系(指数型开启特性)以及相对强度与温度的关系(显示结温升高时输出下降)。30度视角模式表明,与广角LED相比,其光束相对集中。
5. 机械与封装信息
该LED符合标准T-1(3mm)圆形直插式封装尺寸。关键的机械注意事项包括:引脚间距在引脚伸出封装处测量;除非另有说明,公差为±0.25mm;以及凸缘下方最大树脂凸起为1.0mm。白色漫射环氧树脂透镜提供均匀的光线外观,并有助于RGB应用中的混色。
6. 焊接与组装指南
正确处理对可靠性至关重要。焊接前,必须在距离透镜底座至少3mm处成型引脚,且不得以引线框架作为支点。在PCB组装过程中,应使用最小的压接力。
6.1 焊接参数
对于手工焊接,烙铁头温度不应超过350°C,每个引脚最大焊接时间为3秒,且焊点必须距离透镜底座至少3mm。对于波峰焊,预热应在100°C以下,最长60秒,焊波温度最高260°C,持续5秒,确保透镜不浸入焊料。规格书明确指出,红外回流焊不适用于此直插式产品。
6.2 存储与清洁
LED应存储在30°C以下、相对湿度70%以下的环境中。开封后,应在三个月内使用,或存储在密封干燥的环境中。如有必要,建议使用异丙醇进行清洁。
7. 包装与订购信息
标准包装为每防静电袋1000、500或250件。八个防静电袋装入一个内箱(总计8000件)。八个内箱构成一个外运输箱(总计64000件)。在运输批次的最末包装中可能出现部分包装。部件号LTL17KYV3JS唯一标识此特定黄色LED型号。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款LED针对室内外全彩动态标识进行了优化。其高强度和特定的黄色波长使其非常适合与红色和绿色LED混合,在广告牌、公交车目的地标识和信息显示屏中创建宽广的色域。
8.2 电路设计注意事项
LED是电流驱动器件。为确保并联使用多个LED时亮度均匀,强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻(规格书中的电路A)。不建议将多个LED直接并联到电压源上驱动(电路B),因为单个LED之间的正向电压(Vf)存在差异,这会导致电流以及亮度的显著差异。
8.3 ESD(静电放电)防护
该LED对静电放电敏感。预防措施包括使用接地腕带和工作台、使用离子发生器中和透镜上的静电,并确保所有处理设备正确接地。
9. 技术对比与差异化
与标准指示灯LED相比,LTL17KYV3JS提供显著更高的发光强度(典型值5500+mcd),使其适用于日光下可见的标识,而不仅仅是面板指示。与旧技术相比,使用AlInGaP材料为黄色光谱提供了更高的效率和更好的温度稳定性。包含针对强度、电压和波长的详细分档系统,使得在大规模显示组件中能够实现更严格的颜色和亮度匹配,这是专业标识的关键因素。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:峰值波长(596nm)和主波长(584.5-594.5nm)有什么区别?
答:峰值波长是光谱输出中功率最大的点。主波长源自色坐标,代表与LED感知色调相匹配的纯光谱色的单一波长。它们是描述颜色的相关但不同的指标。
问:我可以以50mA连续驱动这款LED吗?
答:虽然绝对最大额定值为50mA直流,但在此电流下连续工作会产生大量热量。实际的安全工作电流取决于环境温度和热管理,这由功耗额定值(最大120mW)和降额曲线决定。在25°C下,50mA电流和典型Vf 2.2V会产生110mW功耗,这在限制范围内但余量很小。为了可靠性,通常在测试条件20mA或以下工作较为常见。
问:为什么并联的每个LED都需要串联电阻?
答:正向电压(Vf)存在容差和分档范围(1.8V-2.4V)。并联到电压源的两个LED之间Vf的微小差异,由于二极管的指数型I-V曲线,将导致它们各自汲取的电流存在巨大差异。为每个LED串联一个电阻可以使电流对Vf变化的敏感度大大降低,从而确保亮度均匀。
11. 实际设计案例研究
考虑为户外标识中的全彩像素点设计一个集群。一个像素可能使用一个红色、一个绿色和一个LTL17KYV3JS(黄色)LED。为了实现白平衡和目标亮度,每种颜色的驱动电流可能不同,并通过PWM(脉宽调制)进行控制。设计人员将从适当的强度档位(例如V或W档)中选择LED,以确保黄色通道的输出与红色和绿色相匹配。每个LED将使用独立的限流电阻,其阻值根据电源电压和LED档位代码的典型Vf(例如,2A档:约2.1V)计算。PCB布局将保持距离透镜至少3mm的焊接间隙,并提供足够的散热间距。
12. 工作原理简介
LTL17KYV3JS基于铝铟镓磷(AlInGaP)半导体材料。当在P-N结上施加正向电压时,电子和空穴在有源区复合,以光子的形式释放能量。AlInGaP层的特定成分决定了带隙能量,这直接对应于发射光的波长——在本例中为黄色(约596nm)。环氧树脂透镜用于保护半导体芯片,将辐射模式塑造成30度视角,并漫射光线以获得均匀的外观。
13. 技术趋势
在标识LED市场,趋势包括发光效率(流明/瓦)的持续提高,从而实现更亮的显示或更低的功耗。同时,为了在无缝的大面积显示中避免可见的颜色或亮度差异,颜色和强度的分档容差也在向更严格的方向发展。虽然表面贴装器件(SMD)LED因其紧凑性在新设计中占主导地位,但像T-1封装这样的直插式LED,对于需要坚固机械安装、更易于手动组装或传统圆顶透镜形状特定光学特性的应用,仍然具有其价值。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |